Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Toroghinejad,Hossein Edris
محمدرضا طرقی نژاد (استاد راهنما) حسین ادریس (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Nooryan
سیدعلی نوریان نجف آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Investigation of Microstructure and Mechanical Properties of Hybrid Composite of Aluminum/ Alumina/ Boron Carbide Produced by Rolling Procsses
In this study, hybrid aluminum/ alumina/ boron carbide composites were produced by accumulative roll bonding process. Boron carbide was added to matrix in the form of powder, but the alumina was introduced to matrix using anodizing process of alumina layer. In order to finding the optimal amount of reinforcement particles, and amount of reduction in the thickness of layers in rolling process, peeling test was performed. Welding efficiency values of peeling test for different samples were calculated and among them the best samples which were produced with optimal conditions were determined. The microstructure of produced composite with optimal conditions was investigated using optical and scanning electron microscope. Hardness, uniaxial tensile and shear punch tests were performed to evaluate the mechanical properties of composites. Fracture surfaces of the specimens after tensile test were investigated using scanning electron microscope. The results revealed that when the number of rolling cycles increased, the distribution of reinforcement particles in matrix and interfaces between particles and matrix were optimized and porosities decreased. The results of mechanical tests showed that increase in reinforcement amount and number of rolling cycles result in enhancement of hardness, tensile and shear strength. Additionally, it was shown that alterations of mechanical properties are consistent with microstructure changes. Finally, investigation of fracture surfaces revealed that the type of fracture is ductile with formation of shear porosities. Keywords: hybrid aluminum/ alumina/ boron carbide composite, accumulative roll bonding process, peeling test, microstructure, tensile strength, shear punch test, fracture surfaces
در این پژوهش کامپوزیت های هیبریدی آلومینیوم/آلومینا/کاربید بور توسط فرایند نورد تجمعی تولید گردیدند. ذرات کاربید بور به صورت پودری ولی ذرات آلومینا توسط فرایند آندایزینگ به زمینه افزوده شدند. در ادامه جهت یافتن میزان بهینه‌ی ذرات تقویت‌کننده و همچنین میزان کاهش ضخامت لازم در فرایند نورد از آزمون لایه‌کنی استفاده شد. مقادیر راندمان پیوند برای آزمون‌های لایه‌کنی نمونه‌های مختلف محاسبه و به‌واسطه‌ی آن شرایط بهینه معین گردید. پس از ساخت کامپوزیت به‌وسیله‌‌‌‌ی فرایند نورد تجمعی تحت شرایط بهینه، ریزساختار نمونه‌ها توسط میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ارزیابی خواص مکانیکی کامپوزیت تولید شده، از آزمون‌های سختی‌سنجی، کشش تک محوری و سنبه‌ی برشی استفاده شد. همچنین بررسی سطوح شکست نمونه‌ها پس از انجام آزمایش کشش با میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام گردید. نتایج حاکی از بهبود توزیع ذرات تقویت‌کننده در زمینه، تقویت فصول مشترک ذرات تقویت‌کننده با زمینه و همچنین کاهش تخلخل‌ها با افزایش تعداد سیکل‌های نورد می‌باشد. نتایج حاصل از آزمون‌های خواص مکانیکی دلالت بر ارتقا استحکام نهایی کششی و برشی و مقادیر سختی با افزایش میزان ذرات تقویت‌کننده و تعداد سیکل‌های نورد دارد. به علاوه داده‌های حاصل نشان داد که تغییرات خواص مکانیکی حین فرایند نورد با تغییرات ریزساختاری مطابقت دارد. در نهایت، با بررسی سطوح شکست، نوع شکست در کامپوزیت فوق‌الذکر شکست داکتیل همراه با تشکیل حفره‌های برشی گزارش گردید. کلمات کلیدی: کامپوزیت هیبریدی آلومینیوم/آلومینا/کاربید بور؛ فرایند نورد تجمعی؛ آزمون لایه‌کنی؛ ریزساختار؛ استحکام کششی؛ آزمون سنبه‌ی برشی؛ سطوح شکست

ارتقاء امنیت وب با وف بومی